CN112903539B - 一种液流电池电解液扩散系数的成像检测装置及方法 - Google Patents

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CN112903539B CN202110333384.9A CN202110333384A CN112903539B CN 112903539 B CN112903539 B CN 112903539B CN 202110333384 A CN202110333384 A CN 202110333384A CN 112903539 B CN112903539 B CN 112903539B
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Abstract

本申请公开了一种液流电池电解液扩散系数的成像检测装置及方法，涉及液流电池电解液性能测量技术领域。该成像检测装置包括容器、电极、电化学工作站、全反射光学系统和数据处理模块；电极浸入电解液内；电化学工作站采集电流密度绝对值‑电压曲线；全反射光学系统采集电解液的光强变化值‑电压曲线，同时能够获取响应信号光强对于折射率的灵敏度；数据处理模块能够获取不同浓度不同荷电状态的电解液折射率并利用公式对光强变化值‑电压曲线进行退卷积计算，得到电流密度相对值‑电压曲线；将同一电压值对应的电流密度绝对值和电流密度相对值相比并取负二次方得到电解液的扩散系数。本申请同时提供了一种液流电池电解液扩散系数的成像检测方法。

Description

一种液流电池电解液扩散系数的成像检测装置及方法
技术领域
本申请涉及液流电池电解液性能测量技术领域，尤其涉及一种液流电池电解液扩散系数的成像检测装置及方法。
背景技术
开发清洁能源和研究新型储能技术是应对能源短缺问题的重要发展方向之一。液流电池作为一种大规模储能技术，具有高容量、可循环使用等特点。因此，优化液流电池是行业内普遍追求的目标。目前，主要通过研究电极、电解液和隔膜以改善电池的整体性能。电解液的扩散系数是影响电池电化学反应的要素之一。电解液离子扩散速率越大，意味着电极上活性离子反应能够得到及时补充，传质速率更快，电化学反应产生的电流越大，反应极化越小。因此，实现对电解液扩散系数的检测有助于进一步探究其对电化学反应效率的影响。
传统检测扩散系数的方法是基于Randles–Sevcik等式的不同扫速的循环伏安法，由于该方法一般需要多次改变扫描速率，因此，很难保证初始条件的一致性，进而影响实验精度，同时操作比较复杂。
发明内容
本申请的实施例提供一种液流电池电解液扩散系数的成像检测装置及方法，通过电化学工作站和全反射光学系统分别对电解液的电流密度进行检测，并通过数据处理模块对相关数值进行处理得到电解液扩散系数，检测精度高，且操作简单。
为达到上述目的，一方面，本申请的实施例提供了一种液流电池电解液扩散系数的成像检测装置，包括容器、电极、电化学工作站、全反射光学系统和数据处理模块；所述容器用于容置被测液流电池电解液；所述电极浸入所述被测液流电池电解液内；所述电化学工作站能够采集所述被测液流电池电解液的电流密度绝对值-电压曲线；所述全反射光学系统能够采集所述被测液流电池电解液的光强变化值-电压曲线，并获取响应信号光强对于折射率的灵敏度B；所述数据处理模块被配置为：获取不同浓度不同荷电状态的电解液折射率αR和αO；接收电流密度绝对值-电压曲线和光强变化值-电压曲线；根据光强变化值-电压曲线，预设DO＝DR＝1，利用公式(2)进行退卷积计算，得到电流密度相对值-电压曲线；
Figure BDA0002997201370000021
Figure BDA0002997201370000022
其中，n为氧化还原反应的电子数；F为法拉第常数；L-1为逆拉普拉斯变换；
Figure BDA0002997201370000023
为响应信号的拉普拉斯变换；DR为氧化物的扩散系数；DO为还原物的扩散系数；将同一电压值对应的电流密度绝对值和电流密度相对值相比取负二次方得到电解液的扩散系数。
进一步地，所述全反射光学系统包括入射光模块、棱镜、成像透镜组和CCD探测器；所述入射光模块能够提供平行的p型偏振光；所述棱镜与所述电极相接触，且所述棱镜与所述电极之间浸入所述被测液流电池电解液；所述棱镜能够对所述p型偏振光进行全反射；所述成像透镜组能够将所述反射光成像至所述CCD探测器。
进一步地，所述入射光模块包括光源以及依次设置在所述光源的出射光路上的物镜、光阑、准直透镜、滤光片和偏振片。
进一步地，所述被测液流电池为全钒液流电池；所述电极为三电极。
进一步地，所述三电极中的工作电极为已知反应面积的石墨电极板，参比电极为饱和甘汞电极，对电极为石墨棒。
进一步地，所述不同浓度不同荷电状态的电解液折射率αR和αO由阿贝折射仪测量得到。
进一步地，所述响应信号光强对于折射率的灵敏度B通过不同浓度的葡萄糖溶液对全反射系统定标得到。
另一方面，本申请实施例还提供了一种液流电池电解液扩散系数的成像检测方法，包括以下步骤：
通过电化学工作站获取电流密度绝对值-电压曲线，同时通过全反射光学系统获取光强变化值-电压曲线；获取全反射光学系统的响应信号光强对于折射率的灵敏度B和不同浓度不同荷电状态的电解液折射率αR和αO；根据光强变化值-电压曲线利用公式(2)进行退卷积计算，得到电流密度相对值-电压曲线；
Figure BDA0002997201370000031
其中，n为氧化还原反应的电子数；F为法拉第常数；L-1为逆拉普拉斯变换；
Figure BDA0002997201370000032
为响应信号的拉普拉斯变换；DR为氧化物的扩散系数；DO为还原物的扩散系数；同一电压值对应的电流密度绝对值和电流密度相对值相比取负二次方即为电解液的扩散系数。
进一步地，所述电极为三电极，所述三电极中的工作电极为已知反应面积的石墨电极板；所述步骤通过全反射光学系统获取光强变化值-电压曲线包括：调试全反射光学系统入射角度至灵敏度最高的角度，并调焦至对石墨电极板表面能够清晰成像；利用全反射成像系统采集不同时刻石墨电极板的成像图，得到每张成像图的平均光强；绘制光强变化值-电压曲线。
进一步地，所述步骤通过全反射光学系统获取光强变化值-电压曲线之前还包括：将石墨电极板除工作表面之外的其他表面用胶带粘住；将石墨电极板放入容器内，确保石墨电极板的工作表面与全反射光学系统中的棱镜紧密接触；将电解液注入容器内。
本申请相比现有技术具有以下有益效果：
本申请实施例液流电池电解液扩散系数的成像检测装置通过电化学工作站和全反射光学系统分别对电解液的电流密度进行检测，并通过数据处理模块对相关数值进行处理得到电解液扩散系数，检测精度高，且操作简单。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例液流电池电解液扩散系数的成像检测装置的结构示意图；
图2为本申请实施例液流电池电解液扩散系数的成像检测装置中石墨电极板的结构示意图；
图3为本申请实施例液流电池电解液扩散系数的成像检测装置中石墨电极板和棱镜紧密接触的示意图；
图4为本申请实施例液流电池电解液扩散系数的成像检测方法的流程图；
图5为反射光强与葡萄糖溶液浓度的关系图；
图6为反射光强与葡萄糖溶液折射率的关系图；
图7为电解液折射率与电解液VO2+浓度的关系图；
图8为电解液折射率与电解液VO2 +浓度的关系图；
图9为电流密度绝对值与扫描电位的关系图；
图10为反射光强与时间的关系图；
图11为25°时电流密度相对值与扫描电位的关系图；
图12为不同温度下电流密度相对值与扫描电位的关系图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
由于光学全反射方法中的全反射角与界面处折射率存在定量关系，因此能够对界面处介质折射率变化进行灵敏检测。此外，界面折射率与反射光光强在全反射角附近存在线性关系，这样能够实现传感检测。本申请基于循环伏安过程中电解液在均匀电极表面的电化学反应，利用光学全反射成像方法对活性物质的扩散系数进行实时检测，这样能为进一步研究影响扩散系数的因素，为电解液改性提供准确简单的检测技术工具。
由斯涅尔公式可知，当光从光密介质到光疏介质，在其界面处发生全反射时，全反射角与界面处介质折射率之比存在定量关系，即为：
Figure BDA0002997201370000051
其中，na是光疏介质的折射率，np是光密介质的折射率。在全反射角附近存在一个灵敏度最高的角度，此处反射光强与界面折射率之间是线性关系。假设光密介质不变，可由反射光强变化得到光疏介质的折射率变化，这样可以用于构建全反射成像传感器。
本申请借助棱镜耦合型全反射(TIR)光学传感系统来实现液流电池电化学反应的检测。其中，传感系统在高灵敏度线性范围中进行成像测量。该系统中，电解液作为光疏介质，棱镜作为光密介质。具体而言，电解液中的活性物质(氧化物和还原物)在电极表面发生氧化还原反应，即得失电子产生法拉第电流会使得氧化物和还原物各自的浓度发生改变，因此，电解液的整体折射率会发生改变。传感系统能够灵敏地响应该变化，并且体现在全反射光强的变化上。已有文章(Science 327,1363(2010))报道了另外一种光学传感器——表面等离子体共振SPR传感器用于电化学反应检测，其电流密度i(t)与响应信号的关系为：
Figure BDA0002997201370000061
其中，n为氧化还原反应的电子数；F为法拉第常数；B为响应信号相对于体折射率变化的灵敏度；αR和αO则为还原物和氧化物各自相对于浓度变化所引起的折射率变化；DR和DO分别为还原物和氧化物的扩散系数；一般情况下，DR＝DO；L-1为逆拉普拉斯变换，
Figure BDA0002997201370000062
为响应信号的拉普拉斯变换。
与SPR传感器可以检测界面处电化学反应引起的折射率变化类似，本申请中使用的全反射光学传感器同样也可以检测界面折射率变化，因此也可由下式得到法拉第电流密度，即为：
Figure BDA0002997201370000063
其中，
Figure BDA0002997201370000064
为全反射响应信号的拉普拉斯变换。本申请为了实现对电解液扩散系数的检测，采用了光强型全反射光学传感器。具体来说，利用角度谱中全反射角附加的高灵敏度线性范围作为传感器的动态范围，实现光强变化与折射率变化的线性响应。这样，公式(2)中
Figure BDA0002997201370000065
即等效于反射光强变化的拉普拉斯变换。总之，可以直接通过成像图像的光强变化，结合电化学工作站得到的电流密度绝对值，可以反推出电解液中活性物质的扩散系数。
本申请采用全反射光路结构，选择具有耐酸耐强氧化性的均匀石墨电极板作为工作电极。将能够耐酸耐强氧化以及反复多次使用的棱镜与已知反应面积的石墨电极板直接接触，调节系统使得成像聚焦到接触界面上，获得清晰图像。相比于表面等离子体共振系统需要传感膜层而言，TIR光学系统只需要耦合棱镜即可测量折射率的变化，适用于电解液扩散系数的检测。
参照图1至图3，本申请实施例提供了一种液流电池电解液扩散系数的成像检测装置，包括容器1、电极4、电化学工作站2、全反射光学系统3和数据处理模块(图中未示)。其中，待检测的液流电池为全钒液流电池，电极4为三电极，三电极中的工作电极41为石墨电极板，参比电极42为饱和甘汞电极，对电极43为石墨棒。容器1用于容置被测液流电池电解液，三电极浸入被测液流电池电解液内。为了方便观测，本申请实施例液流电池电解液扩散系数的成像检测装置还包括用于显示电流密度绝对值-电压曲线的第一显示器5和用于显示CCD探测器采集到的图像的第二显示器6。
电化学工作站2能够采集被测液流电池电解液的电流密度绝对值-电压曲线。
全反射光学系统3能够采集被测液流电池电解液的光强变化值-电压曲线，并获取响应信号光强对于折射率的灵敏度B。具体的，全反射光学系统3包括入射光模块31、棱镜32、成像透镜组33和CCD探测器34。其中，入射光模块31包括光源311以及依次设置在光源311的入射光路上的物镜312、光阑313、准直透镜314、滤光片315和偏振片316。入射光模块31能够提供平行的p型偏振光。棱镜32与工作电极41相接触，且棱镜32与工作电极41之间浸入被测液流电池电解液；棱镜32能够对p型偏振光进行全反射，成像透镜组33能够将反射光成像至CCD探测器34。
数据处理模块被配置为：
获取不同浓度不同荷电状态的电解液折射率αR和αO；接收电流密度绝对值-电压曲线和光强变化值-电压曲线；
根据光强变化值-电压曲线，预设DO＝DR＝1，利用公式(2)进行退卷积计算，得到电流密度相对值-电压曲线；
Figure BDA0002997201370000081
其中，n为氧化还原反应的电子数；F为法拉第常数；L-1为逆拉普拉斯变换；
Figure BDA0002997201370000082
为响应信号的拉普拉斯变换；DR为氧化物的扩散系数；DO为还原物的扩散系数，为了检测更准确，本申请中的αR和αO由阿贝折射仪测得。
将同一电压值对应的电流密度绝对值和电流密度相对值相比取负二次方得到电解液的扩散系数。
参照图2和图3，工作电极41的表面用胶带44粘住，仅留下一个工作表面。此外，未被胶带44粘住的表面面积为10mm×10mm。之所以选择用胶带44粘住其他表面，主要是要获得与棱镜32接触的电极表面的电流密度。由于该表面的面积已知，所以电化学工作站得到的电流除以该面积即可得到电流密度绝对值。同时基于倏逝波传感的全反射光学系统可以获得该表面的电流密度相对值。
参照图1，光源311为LED灯，其发出的光由物镜312会聚接收，经过光阑313之后由准直透镜314准直为平行光，被中心波长为632.8nm的滤光片315滤成准单色光，再由偏振片316选择为p型偏振光，以灵敏度最高的角度入射到折射率为1.75的棱镜32中。在界面反射后由成像透镜组33成像到CCD探测器34中。三电极体系中的工作电极41，即面积已知的均匀石墨电极板，与棱镜32的界面紧密接触，容器1中装有被测液流电池电解液，能够浸入石墨电极板与棱镜32接触的间隙中并参与电化学反应。此外，参比电极42、对电极43均浸入被测液流电池电解液中。
由电化学工作站2驱动三电极4发生氧化还原反应，得到循环伏安曲线显示于第一显示器5上。与此同时，CCD采集得到的图像显示于第二显示器6中，即为石墨电极板表面成像图。由于循环伏安过程中，工作电极41附近电解液发生氧化还原反应而使得不同价态活性离子浓度发生改变，电解液整体折射率进而改变，这样被全反射系统采集，体现为成像图光强值的变化。由光强变化与电流密度的定量关系可得到电流密度相对值。结合电化学工作站2得到的电流密度绝对值，电流密度绝对值与相对值之比并作计算可得扩散系数。因此，通过全反射系统和电化学工作站可提供了液流电池电解液的扩散系数。
具体的，本申请中的被测液流电池电解液为0.1VO2+和2MH2SO4，利用电化学工作站2在电压窗口(0V-1.5V)中进行循环伏安测试。在0V至1.5V扫描过程中，被测液流电池电解液中的VO2+离子在石墨板电极上发生氧化反应变成VO2 +，在1.5V至0V扫描过程中，石墨板电极附近电解液中的VO2 +离子发生还原反应变成VO2+。因此电极附近电解液中VO2+和VO2 +之间相互转换，即钒离子价态改变。全反射光学系统能实时检测电解液折射率，最终可得到电解液的扩散系数。
参照图4，本申请实施例还提供了一种液流电池电解液扩散系数的成像检测方法，包括以下步骤：
S1、将石墨电极板除工作表面之外的其他表面用胶带粘住；将石墨电极板放入容器内，确保石墨电极板的工作表面与全反射光学系统中的棱镜紧密接触；将电解液注入容器内。
需要说明的是，棱镜32通过容器1的开口与工作电极41直接接触，并密封好保证电解液不从缝隙中漏出。其中，开口面积为28mm×20mm。这个开口能使得界面上产生全反射倏逝波检测电极附近电解液的折射率变化而不影响电化学反应的进行，同时也能够实现对电极的成像。
S2、通过电化学工作站获取电流密度绝对值-电压曲线，同时通过全反射光学系统获取光强变化值-电压曲线。
具体的，调试全反射光学系统入射角度至灵敏度最高的角度，并调焦至对石墨电极板表面能够清晰成像；利用全反射成像系统采集不同时刻石墨电极板的成像图，得到每张成像图的平均光强；绘制光强变化值-电压曲线。
参照图9，电化学工作站采集得到在25℃情况下的循环伏安曲线，即电流-电压曲线，由于此处用到的是粘有胶带仅剩一表面的石墨板电极，仅有该表面参与电化学反应，且其面积已知，因此可以用电流值除以面积获得电流密度绝对值-电压曲线。
参照图10，反射光强在氧化峰处急剧下降而在还原峰处又上升，这说明氧化还原反应得失电子会改变电解液折射率而被光学系统所检测。将反射光强变化做拉普拉斯变化即可得到
Figure BDA0002997201370000101
S3、由阿贝折射仪测量不同浓度不同荷电状态的电解液折射率αR和αO，并通过不同浓度的葡萄糖溶液对全反射系统定标得到响应信号光强对于折射率的灵敏度B。其中，参照图7和图8分别为不同浓度不同荷电状态的电解液折射率αR和αO。参照图5和图6，在动态范围内，反射光强与葡萄糖浓度呈线性关系。由于不同浓度的葡萄糖溶液的折射率是已知的，因此可以获得如图6所示的反射光强与葡萄糖溶液折射率的线性关系。这样实现了对全反射系统定标，给出响应信号光强对于折射率的灵敏度B。
S4、根据光强变化值-电压曲线，预设DO＝DR＝1，利用公式(2)进行退卷积计算，得到电流密度相对值-电压曲线。
Figure BDA0002997201370000102
其中，n为氧化还原反应的电子数；F为法拉第常数；L-1为逆拉普拉斯变换；
Figure BDA0002997201370000103
为响应信号的拉普拉斯变换；DR为氧化物的扩散系数；DO为还原物的扩散系数；
由于响应信号光强对于折射率的灵敏度B和不同浓度不同荷电状态的电解液折射率αR和αO均已测得，且氧化还原反应的电子数n和法拉第常数F已知，因此，只有DO和DR是未知的，预设DO＝DR＝1，即可得到电流密度相对值。
S5、同一电压值对应的电流密度绝对值和电流密度相对值相比取负二次方即为电解液的扩散系数。
具体的，从电流密度绝对值-电压曲线中提取氧化峰电流密度相对值为ipa。将电化学工作站得到的氧化峰电流密度绝对值Ipa除以全反射光学系统得到的氧化峰电流密度相对值ipa，再取负二次方即得到电解液的扩散系数。
S6、改变电解液的温度，重复步骤S2至S5分别得到不同温度下电解液的扩散系数，验证该方法的可行性。
参照图11和图12，为了验证温度对电解液扩散系数的影响以及光学方法检测电解液扩散系数的可行性，分别在5℃，15℃，25℃和35℃下进行重复循环伏安实验，可以分别得到上述温度下的扩散系数及其差异。如图12所示，不同温度下氧化峰和还原峰电流密度相对值存在明显差异，进而可得扩散系数的差异。可以发现，温度越高，峰值电位差减小，说明极化也降低。总之，通过全反射光学系统能够检测液流电池电解液扩散系数，进而为电解液改性提供有力的表征手段。
本申请通过全反射信号与电化学工作站得到的电流密度以及相关定标参数可以得到电解液扩散系数。此扩散系数受到电解液的温度和浓度等影响，因此可以通过改变电解液温度得到不同温度下的扩散系数差异来验证该方法的可行性。因此，该方法得到电解液扩散系数可以进一步为改进电解液性能提供检测工具。
以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种液流电池电解液扩散系数的成像检测装置，其特征在于，包括容器、电极、电化学工作站、全反射光学系统和数据处理模块；
所述容器用于容置被测液流电池电解液；
所述电极浸入所述被测液流电池电解液内；
所述电化学工作站能够采集所述被测液流电池电解液的电流密度绝对值-电压曲线；
所述全反射光学系统能够采集所述被测液流电池电解液的光强变化值-电压曲线，并获取响应信号光强对于折射率的灵敏度B；
所述数据处理模块被配置为：
获取不同浓度不同荷电状态的电解液折射率αR和αO；
接收电流密度绝对值-电压曲线和光强变化值-电压曲线；
根据光强变化值-电压曲线，预设DO＝DR＝1，利用公式(2)进行退卷积计算，得到电流密度相对值-电压曲线；
Figure FDA0003946424980000011
其中，i(t)为电流密度；
n为氧化还原反应的电子数；
F为法拉第常数；
L-1为逆拉普拉斯变换；
Figure FDA0003946424980000012
为响应信号的拉普拉斯变换；
DR为氧化物的扩散系数；
DO为还原物的扩散系数；将同一电压值对应的电流密度绝对值和电流密度相对值相比取负二次方得到被测液流电池电解液的扩散系数；
所述全反射光学系统包括入射光模块、棱镜、成像透镜组和CCD探测器；
所述入射光模块能够提供平行的p型偏振光；
所述棱镜与所述电极相接触，且所述棱镜与所述电极之间浸入所述被测液流电池电解液；所述棱镜能够对所述p型偏振光进行全反射；
所述成像透镜组能够将反射光成像至所述CCD探测器。
2.根据权利要求1所述的液流电池电解液扩散系数的成像检测装置，其特征在于，所述入射光模块包括光源以及依次设置在所述光源的出射光路上的物镜、光阑、准直透镜、滤光片和偏振片。
3.根据权利要求1所述的液流电池电解液扩散系数的成像检测装置，其特征在于，所述被测液流电池为全钒液流电池；所述电极为三电极。
4.根据权利要求3所述的液流电池电解液扩散系数的成像检测装置，其特征在于，所述三电极中的工作电极为已知反应面积的石墨电极板，参比电极为饱和甘汞电极，对电极为石墨棒。
5.根据权利要求1所述的液流电池电解液扩散系数的成像检测装置，其特征在于，所述不同浓度不同荷电状态的电解液折射率αR和αO由阿贝折射仪测量得到。
6.根据权利要求1所述的液流电池电解液扩散系数的成像检测装置，其特征在于，所述响应信号光强对于折射率的灵敏度B通过不同浓度的葡萄糖溶液对全反射系统定标得到。
7.一种基于权利要求1所述液流电池电解液扩散系数的成像检测装置的成像检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过电化学工作站获取电流密度绝对值-电压曲线，同时通过全反射光学系统获取光强变化值-电压曲线；
获取全反射光学系统的响应信号光强对于折射率的灵敏度B和不同浓度不同荷电状态的电解液折射率αR和αO；
预设DO＝DR＝1，根据光强变化值-电压曲线利用公式(2)进行退卷积计算，得到电流密度相对值-电压曲线；
Figure FDA0003946424980000021
其中，i(t)为电流密度；
n为氧化还原反应的电子数；
F为法拉第常数；
L-1为逆拉普拉斯变换；
Figure FDA0003946424980000022
为响应信号的拉普拉斯变换；
DR为氧化物的扩散系数；
DO为还原物的扩散系数；
将同一电压值对应的电流密度绝对值和电流密度相对值相比取负二次方即得到被测液流电池电解液的扩散系数。
8.根据权利要求7所述的成像检测方法，其特征在于，所述电极为三电极，所述三电极中的工作电极为已知反应面积的石墨电极板；所述通过全反射光学系统获取光强变化值-电压曲线的步骤包括：
调试全反射光学系统入射角度至灵敏度最高的角度，并调焦至对石墨电极板表面能够清晰成像；
利用全反射成像系统采集不同时刻石墨电极板的成像图，得到每张成像图的平均光强；
绘制光强变化值-电压曲线。
9.根据权利要求7所述的成像检测方法，其特征在于，所述通过全反射光学系统获取光强变化值-电压曲线的步骤之前还包括：
将石墨电极板除工作表面之外的其他表面用胶带粘住；
将石墨电极板放入容器内，确保石墨电极板的工作表面与全反射光学系统中的棱镜紧密接触；
将电解液注入容器内。
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